ウルトラ

Aug 21, 2023

バッテリーの交換は、電動商用車の寿命、性能、コストに重大な影響を与えます。 特殊な超高エネルギー電池システムがその答えを提供する可能性があります。

電気自動車と比較して、電動商用車 (eCV) はバッテリーに対して大幅に異なる優先順位を要求します。 自動車の場合、初期購入コスト、エネルギー、出力密度が主な考慮事項ですが、eCV の場合、総所有コストが重要であり、自動車の耐用期間中のバッテリー交換の回数に大きく依存します。 車両の積載量を可能な限り高く保ちながら、継続的かつ長期間使用するためには、機械的堅牢性、寿命、コンパクトなサイズ、バッテリーの重量がより重要です。

ボルグワーナーは、最大 750V で動作するエネルギー集約型の電気ドライブトレイン アプリケーション向けの超高エネルギー (UHE) バッテリー システムを開発しました。 バッテリー寿命は最大 4,000 サイクルで、現在使用されているテクノロジーと比較して、電気自動車の航続距離が大幅に向上します。 セルは電力を最適化して都市交通の機会充電を可能にしたり、夜間充電する長距離交通のエネルギー密度を最適化したりできます。

ボルグワーナーの円筒セル (CYC) バッテリー モジュールは、UHE バッテリー パックの電源として機能します。 各 CYC モジュールには 600 個のリチウムイオン電池が含まれており、エネルギー密度は約 221Wh/kg です。 9 個のモジュールを直列に接続して、最大 750V で 98kWh を供給する 9 AKM バッテリー パックを作成します。 重量わずか 560kg、寸法 1,720x700x300mm のこのコンパクトでエネルギー密度の高いソリューションは、市バスや都市間長距離バスに、車両サイズに応じて 400 ～ 1,000kWh のバッテリー システム容量を搭載できます。これは現行世代のバッテリーの 2 倍です。

バッテリー管理システムは、社内で開発されたバッテリー管理ユニットとセル監視回路、および対応するソフトウェアで構成されます。 過熱、過電圧/不足電圧、過電流保護などの主要な安全機能を提供し、すべてのアクチュエーターとセンサーの詳細な診断や、バッテリー状態推定などの革新的な高レベル機能も実行します。

UHE バッテリー パックには、モジュール レベルで非常に効果的な液体冷却が装備されており、均一な温度分布と推奨温度範囲内での動作を実現し、電力とエネルギーの高い可用性を確保し、バッテリー セルの劣化を遅らせるのに貢献します。

熱事象による火災の伝播に対する最大限の保護は、CYC モジュールとバッテリー パックの両方のレベルでアクティブおよびパッシブ安全装置を組み合わせることによって実現されます。

CYC モジュールの各セルは、慎重に計算されたギャップによって隣のセルから分離され、最適化されたポッティング コンパウンドで覆われています。 セルレベルで熱イベントが発生した場合、隣接するセル間の熱伝播が防止され、高温ガスは制御された方法で安全に放散されます。 モジュール内または隣接モジュール内の隣接セルのトリガーは発生しません。 充電状態も変更しません。 内部または外部の短絡が発生した場合の追加の安全対策として、セルを側面 PCB に接続するワイヤボンドがセルのグループのヒューズとして機能します。 CYC モジュールは、モジュール間の火災の伝播を防ぐために難燃性材料によって相互に分離されています。

バッテリー パック レベルでは、ハードウェアとソフトウェア内に追加の安全要素があります。 CYC モジュールの剛性の高いスチール構造は、モジュール間の補強でさらに補強されており、頑丈なステンレススチールのハウジングが車両衝突時の損傷からバッテリーパック全体を保護します。 断熱材がバッテリーセルを囲み、燃料火災などの環境危険から保護します。 バッテリー管理システム ソフトウェアに組み込まれた効率的な冷却システムと予測アルゴリズムによって、追加の安全層が提供されます。

急速充電機能を使用すると、UHE バッテリー パックを最大 1C の速度で充電できます。 最大500kWの急速充電インフラにも対応します。 CYC モジュール以外の主要な電子コンポーネントはすべて、取り外し可能な接触器ボックスに収納されているため、高電圧の訓練を受けた技術者を必要とせず、また車両からバッテリー パックを取り外すことなく、電子コンパートメントを現場で交換できます。

ボルグワーナーAKM のバッテリー技術は、ヨーロッパのバス業界の主要見本市であるバスワールドからイノベーション賞を受賞しており、すでにヨーロッパの 2 つの最大手 OEM によってバスおよびトラック用途に選ばれています。